DE3309842C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Feinsicherung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine solche elektrische Feinsicherung ist aus der DE-OS 32 04 241 bekannt. Dort ist ein zweiteiliges Gehäuse be­ schrieben, welches aus zwei gleich großen Gehäusehälften besteht, die mittels einer im Rand der einen Gehäusehälfte vorgesehenen Rille und einer entsprechenden, am Rand der anderen Gehäusehälfte angeformten Rippe ineinanderge­ steckt und so verbunden sind. Das Gehäuse weist eine einzige zentrale Kammer auf, in der das Schmelzelement diagonal angeordnet ist. An den Endseiten sind die Enden des Schmelzelementes durch jeweils eine Nut aus der zentralen Kammer heraus in die umlaufende Rille des einen Gehäuseteiles geführt, wobei die Rille umlaufend etwas tiefer ausgefüht ist als die gegenüberstehende Rippe, so daß auf diese Weise ein Kanal gebildet wird, in welchem an den Enden des Gehäuses die Enden des Schmelzelementes sowie die entsprechenden Enden eines Anschlußdrahtes unter­ gebracht werden können. Dabei sollen die Enden des Schmelzelementes und die Enden des Anschlußdrahtes eben­ falls in dieser Randrille des Gehäuses verlötet sein. Bei dieser elektrischen Feinsicherung ist in der Randrille des Gehäuses nur verhältnismäßig wenig Platz für eine Löt­ verbindung zwischen dem Schmelzelement und den Anschluß­ drähten, so daß die Anschlußdrähte nur mit geringer me­ chanischer Festigkeit im Gehäuse gehalten sind. Darüber hinaus ist auch die Montage der Einzelteile, nämlich des Schmelzelementes und der Anschlußdrähte, sowie ihre Be­ festigung erst abgeschlossen, wenn die beiden halbzylinder­ förmigen Gehäusehälften aufeinandergelegt und miteinander verbunden sind. Eine Kontrolle, ob beispielsweise das Schmelzelement sicher und mit der richtigen Spannung be­ festigt ist, ist danach nicht mehr möglich. Es ist auch nicht möglich, beispielsweise die zur Aufnahme der An­ schlußenden dienende Rille im Gehäuserand so tief zu machen, daß bereits die Befestigung in einer Gehäusehälfte sicher möglich wäre. Denn in diesem Fall würde das diagonal ver­ laufende Schmelzelement aus seiner zentralen Lage heraus an die Gehäusewand (Unterseite) verlegt, wodurch die Gefahr bestünde, daß das Schmelzelement sich bei Ausdehnung an den Gehäuseboden anlegen könnte. Dann aber wäre die Funktion der Sicherung nicht mehr kontrollierbar.

Weiterhin beschreibt die DE-OS 30 33 529 eine Miniatur- Schmelzsicherung, mit der vor allem hohe thermische Stabilität, große Wärmekapazität und ein gutes Lichtbogen- Löschvermögen angestrebt wird. Dort ist ein Basiskörper vorgesehen, in welchem elektrisch leitende Anschlußdrähte eingebettet sind und nach oben jeweils in einen Vorsprung des Basiskörpers eingebettet sind, so daß sie nur mit ihrem Ende daraus hervortreten. Zwischen diesen beiden Vorsprüngen ist eine rechtwinklig zu den Innenwänden ver­ laufende Nut vorgesehen, in welcher ein Schmelzelement ange­ ordnet ist. Dieses Schmelzelement liegt mit seinen Enden auf den stirnseitigen Enden der eingebetteten Anschlußstifte auf und ist mit diesen verlötet.

Schließlich ist in der US-PS 10 87 417 ein Sicherungshalter beschrieben, bei dem ein aus zwei Hälften zusammengesetztes Gehäuse ein auswechselbares Sicherungselement aufnimmt. Dieses zweiteilige Gehäuse bildet eine zentrale Kammer so­ wie zwei endseitige Kammern. Die beiden Gehäusehälften sind im wesentlichen gleich ausgebildet, wobei das Sicherungsele­ ment zwischen den beiden Hälften eingeklemmt wird. Als An­ schlußelemente trägt das Gehäuse an beiden Enden jeweils Metallklappen, von welchen jeweils Befestigungslaschen in das Gehäuseinnere abgebogen sind. An diesen Befestigungs­ laschen wird das Sicherungselement mittels Schraubverbin­ dungen auswechselbar befestigt.

Feinsicherungen, die typischerweise eine Größe von 2,5 × 8 mm besitzen, werden verbreitet bei elektronischen Schaltungs- oder Leiterplatten für verschiedene elektrische und elektronische Geräte eingesetzt. Bei bisherigen Ver­ fahren zur Herstellung solcher Feinsicherungen wird zu­ nächst ein langes, im wesentlichen zylindrisches Glas- oder Keramikröhrchen auf die gewünschte Länge geschnitten. Sodann wird ein Schmelzelement diagonal zwischen den Enden des Röhrchens gestreckt oder gespannt, worauf diese Enden mit Lot vorgefüllt werden. Hierauf wird durch eine Per­ foration bzw. Öffnung in jeder Endkappe je eine Zuleitung hindurchgeführt und an der Innenseite der betreffenden Kappe befestigt. Wenn dann die Kappen erwärmt werden, schmilzt das Lot unter Herstellung eines elektrischen Kontaktes zwischen dem Schmelzelement und den mit einer Stromversorgung zu verbindenden Zuleitungen.

Zur Herstellung elektrischer Isolierung wird das Sicherungsgehäuse entweder mit einem Isoliermaterial, üblicherweise Epoxyharz, beschichtet oder mit einem thermisch schrumpfbaren Isolierschlauch überzogen.

Nach diesen bisherigen Verfahren hergestellte Fein­ sicherungen sind mit verschiedenen Mängeln behaftet, die auf Konstruktion und Fertigung zurückzuführen sind.

Beispielsweise ist es allgemein bekannt, daß die An­ bringung der Zuleitungen, üblicherweise mit Hilfe von Lot, an den Außenenden des Gehäuses unerwünscht ist, weil auf diese Weise befestigte Zuleitungen die Zug­ spannungen, denen sie normalerweise im Hinblick auf die industriellen Anforderungen unterworfen werden, nicht auszuhalten vermögen.

Außerdem ist das Anlöten der Zuleitungen am Außenge­ häuse schwierig oder praktisch ungünstig. Bevorzugt werden daher die Zuleitungen im Inneren des Gehäuses, d. h. an den Innenflächen der Sicherungs-Endkappen, angelötet. Dieses Vorgehen erfordert jedoch, daß das Schmelzelement zunächst durch das Röhrchen gezogen und an den Innenseiten der Endkappen angelötet werden muß, um es auf einer festen Länge zu halten, während es sich unter Zugspannung diagonal durch das Röhrchen erstreckt. In der Praxis erweist es sich aber als schwierig, das Schmelzelement diagonal zu strecken oder zu spannen und es auf einer festen, unveränder­ baren Länge zu halten, weil die richtige Einbaulage des Schmelzelements bei zylindrischen Röhrchen mit im wesentlichen kreisrunden Enden nicht überprüft werden kann. Während es weiterhin üblich ist, das Schmelz­ element von Hand fest- und in gespanntem Zustand zu halten, bis das geschmolzene Lot erstarrt ist, erweist sich dieses Vorgehen als undurchführbar, wenn das Schmelzelement im Inneren des Sicherungs-Gehäuses angelötet werden soll. Vor dem Erstarren der Lotschmel­ ze ist daher das Schmelzelement bestrebt, seine Span­ nung zu verlieren, was zu instabilen elektrischen Eigenschaften infolge von Längenänderungen des Schmelz­ elements führt.

Ein anderer Nachteil der bisherigen Feinsicherungen ergibt sich aus einer nicht einwandfreien Verbindung der Endkappen mit dem Röhrchen-Gehäuse. Da Lot normaler­ weise ein Flußmittel (hauptsächlich aus Kolophonium) enthält, ist die Verbindungsfestigkeit zwischen den Endkappen und dem Gehäuse nach dem Löten unzureichend, so daß der erforderliche mechanische Zusammenhalt nicht aufrechterhalten werden kann.

Da weiterhin die Endkappen einer bisherigen Feinsiche­ rung mit Zuleitung nach außen hin freiliegen, müssen sie elektrisch isoliert werden. Dies geschieht üblicherweise durch Beschichten mit Epoxyharz oder durch thermisches Aufschrumpfen eines Isolierschlauches auf das Gehäuse. Derartige Harzbeschichtungen und Schutzüberzüge können sich jedoch bei Temperaturen von 120-200°C zersetzen, so daß die hergestellte Feinsicherung unter solchen Temperaturbedingungen nicht sicher eingesetzt werden kann. Zudem ist das übliche Verfahren zur Angabe von Nennstrom und -span­ nung auf der Feinsicherung auf solche beschichtete oder geschützte Anordnungen nicht anwendbar, so daß auf umständliche Weise stattdessen Farbkodes oder Aufklebermarkierungen verwendet werden müssen.

Das Beschichten von Feinsicherungen mit Epoxyharz sowie die Anordnung eines schützenden Isolierüber­ zugs bedingen zusätzliche, häufig zeitraubende und aufwendige Verfahrensschritte bei der Herstellung solcher Feinsicherungen. Hierdurch wird ersichtlicher­ weise die Fertigungsleistung erheblich eingeschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elektri­ schen Feinsteuerung der eingangs genannten Art das Verlöten des Schmelzelementes mit den Zuleitungen zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.

Die Erfindung ermöglicht eine elektrische Feinsicherung, bei welcher die Montage der Einzelteile im Gehäuse und das Verlöten und Zusammenfügen erleichtert sind, wobei außerdem auch die Sicherungswirkung zuverlässig gewähr­ leistet ist, indem vor allem die Zuleitungen sicher im Gehäuse befestigt sind. Die abgestufte Ausgestaltung der endseitigen Kammern und die entsprechend angepaßte abge­ kröpfte Form der Zuleitungen ermöglicht eine sehr genaue und sichere Montage von diesen und eine besonders feste und sichere Verankerung der Zuleitungen im Grundkörper.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Feinsicherung er­ folgt bei offenem Gehäuse, wodurch Einfachheit und Zweck­ mäßigkeit von Montage und Fertigung solcher Feinsicherungen gewährleistet sind. Nach dem Anlöten der Zuleitungen an den Enden des Schmelzelements wird der Grundkörper ver­ deckelt und mit einem geeigneten Klebmittel luftdicht verschlossen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Fein­ sicherung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer bis­ herigen, durch einen Epoxyharzüberzug ge­ schützten Feinsicherung,

Fig. 3 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung einer durch einen thermisch aufgeschrumpften Isolier­ schlauch geschützten bekannten Feinsicherung,

Fig. 4 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene per­ spektivische Darstellung einer erfindungs­ gemäßen Feinsicherung, bei welcher der Deckel zur Veranschaulichung der Einzelheiten des Innenaufbaus abgenommen ist,

Fig. 5 eine Aufsicht auf die Feinsicherung nach Fig. 4 mit abgenommenem Deckel, in Richtung des Pfeils A gesehen, und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Feinsicherung nach Fig. 4, in Richtung des Pfeils B gesehen.

Die erfindungsgemäße Feinsicherung 1 nach Fig. 1 besitzt die Form eines Prismas, insbesondere eines rechteckigen Prismas mit einem Grundkörper 3 und einem Deckel 5. Der Grundkörper 3 ist an der einen Seite (gemäß Fig. 4 an der Oberseite) offen. Der Deckel 5 ist auf die Öffnung des Grundkörpers 3 aufsetz­ bar bzw. in diese einsetzbar. Der Grundkörper 3 und der Deckel 5 bestehen jeweils aus einem hochwarmfesten Isoliermaterial, wie Glas oder Keramik (z. B. Steatit). Aus den beiden Enden des Grundkörpers 3 ragen Zuleitungen 7 und 9 für den Anschluß an eine nicht dargestellte elektrische Stromversorgung heraus.

Die bisherige Feinsicherung nach Fig. 2 umfaßt ein Gehäuse 101 und Zuleitungen 103, 105. Das Gehäuse 101 ist mit Epoxyharz beschichtet und bei 107, 109 und 111 mit Farbkodes versehen.

Die bisherige Feinsicherung nach Fig. 3 umfaßt ein Gehäuse 201 und einen thermisch aufgeschrumpften Schutz-Schlauch 203. Wie bei der Feinsicherung nach Fig. 2 stehen von den beiden Enden des Gehäuses 201 Zuleitungen 205, 207 ab.

Bei der erfindungsgemäßen Feinsicherung nach Fig. 4 bis 6 ist das Innere des Grundkörpers 3 durch zwei er­ habene Stege 11 und 13 in drei Vertiefungen oder Kammern 15, 17 und 19 unterteilt. Die beiden Stege 11 und 13 gehen von jeweils gegenüberliegenden Wänden aus und enden ein kurzes Stück unterhalb der Ober­ kante 21 des Grundkörpers 3. Die Stege 11 und 13 besitzen jeweils im wesentlichen dieselbe Form; sie gehen vom Ende des Grundkörpers mit einer Stufenform aus und fallen sanft geneigt zur Mitte hin ab. Die Stege 11 und 13 stehen sich somit einander zugewandt und unter Festlegung der Kammer 17 gegenüber.

Die beiden endseitigen Kammern 15 und 19 befinden sich jeweils am einen Ende des Grundkörpers 3 und besitzen eine beson­ dere Gestalt, die durch die abgestuften Abschnitte 23, 25 der Stege 11 bzw. 13, die Seitenwände 27, 29 und die Stirnwände 31, 33 des Gehäuses 3 festgelegt wird. Die zentrale Kammer 17 ist über Durchbrüche 35 und 37 mit den Kammern 15 bzw. 19 verbunden.

Zwischen den Durchbrüchen 35, 37 und über die zentrale Kammer 17 erstreckt sich ein Schmelzelement 39 , das aus einem beliebigen einer Vielzahl an sich bekannter, elektrisch leit­ fähiger Werkstoffe bestehen kann. Die Zuleitungen 7, 9 erstrecken sich durch Nuten oder Ausschnitte 41 bzw. 43 an den Enden des Grundkörpers 3. Diese Aus­ schnitte 41, 43 gehen jeweils in die Kammern 15 bzw. 19 über und besitzen die spezielle Form nach Fig. 4 bis 6. In die endseitigen Kammern 15, 19 ist Lot in Pellet- oder Pillenform zum Verlöten des Schmelzele­ ments 39 mit den Zuleitungen 7 und 9 eingesetzt.

Die mit zweckmäßigen Abmessungen ausgebildeten Durchbrüche 35 und 37 erfüllen mehrere Aufgaben. Zum einen dienen sie zur Festlegung des Schmelzelements 39 in einer festen Position, in welcher es die Innenfläche der Stege nicht berührt. Zum anderen dienen sie zur Aufrechterhaltung einer konstanten Lotmenge in der Weise, daß beim Lötvorgang das ge­ schmolzene Lot durch seine Oberflächenspannung an einem Eintritt in die zentrale Kammer 17 gehindert wird. Die Länge des Schmelzelements bleibt daher un­ verändert auf der vorgesehenen Größe, so daß die Feinsicherung selbst unveränderbare Wärmekapazität und verbesserte Abschmelz- oder Sicherungseigen­ schaften erhält.

Nach dem Verlöten wird das Gehäuse 3 mittels des Deckels 5 geschlossen und z. B. mit Hilfe eines Kleb­ mittels luftdicht gekapselt.

Die erfindungsgemäße Feinsicherung vermeidet einige der bisherigen Feinsicherungen anhaftenden Nach­ teile. Beispielsweise erfolgen das Einsetzen des Schmelzelements und sein Anlöten an den Zuleitungen in einem offenen, noch nicht verdeckelten Sicherungs- Gehäuse. Die Feinsicherung läßt sich daher schneller und einfacher zusammensetzen als die bisherigen Konstruktionen.

Ein anderer Vorteil besteht darin, daß die Enden der Zuleitungen in stufenförmig abgewinkelter Form in Anpassung an die abgestuften Abschnitte 23 und 25 vor­ geformt und dann mit dem Schmelzelement verlötet werden. Die Zuleitungen vermögen infolgedessen eine größere Zugspannung als bei den bisherigen Feinsiche­ rungen auszuhalten.

Durch das einfache Montageverfahren werden zudem höhere Produktionsleistungen und niedrigere Fertigungs­ kosten im Vergleich zum Stand der Technik gewährlei­ stet.

Claims (4)

1. Elektrische Feinsicherung mit

• - einem Gehäuse, das einen an einer Seite offenen prismen­ förmigen Grundkörper (3) aus Isoliermaterial und einen aus Isoliermaterial bestehenden, in die Öffnung des Grundkörpers (3) eingesetzten Deckel (5) aufweist,
• - und das Innere des Grundkörpers (3) durch zwei Stege (11, 13) in drei Kammern (15, 17, 19) unterteilt ist, von denen die mittlere die zentrale Kammer (17) ist,
• - wobei enge Durchbrüche (35, 37) in den Stegen (11, 13) vorgesehen sind, die die zentrale Kammer (17) mit je­ weils einer endseitigen Kammer (15, 19) verbinden,
• - und einem sich diagonal unter Spannung in der zentralen Kammer (17) zwischen den beiden Durchbrüchen (35, 37) erstreckenden Schmelzelement (39),
• - wobei Zuleitungen (7, 9) in die betreffenden endseitigen Kammern (15, 19) eingesetzt und in diesen mit den Enden des Schmelzelementes (39) verlötet sind,
• - und der Deckel (5) unter Abdichtung am Grundkörper (3) angebracht ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die endseitigen Kammern (15, 19) an der Seite des jeweiligen Steges (11, 13) stufenförmig ausgebildet sind, um den eingesetzten, entsprechend stufenförmig abgekröpften Teil der jeweiligen Zuleitung (7, 9) festzulegen und eine gleichbleibende Lotmenge zu gewährleisten.

2. Elektrische Feinsicherung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Grundkörper (3) und der Deckel (5) aus hochwarmfestem Keramikmaterial hergestellt sind.

3. Elektrische Feinsicherung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der engen Durch­ brüche (35, 37) zwischen der zentralen Kammer (17) und den beiden endseitigen Kammern (15, 19) so gewählt sind, daß ein Eindringen von Lot in die zentrale Kammer (17) während des Lötvorgangs verhindert und das Schmelzele­ ment (39) bei seinem Spannen oder Strecken an einer Berührung mit der Innenfläche des Grundkörpers (3) ge­ hindert wird.